Физика
Оптика
Общая характеристика световых явлений.
Фотометрия и светотехника.
Основные законы геометрической оптики.
Применение отражения и преломления света для получения изображения.
Оптические системы и их погрешности.
Оптические приборы.
Интерференция света.
Дифракция света.
Физические принципы оптической голографии.
Поляризация света и поперечность световых волн.
Шкала электромагнитных волн.
Спектры и спектральные закономерности.
Действия света на вещество.
Википедия
Физика
Физика - это область естествознания, наука. Она изучает самые общие и фундаментальные закономерности, которые определяют структуру и эволюцию материальн... читать далее »
Новости по Физике
19.09.2011 23:30

Слияния нейтронных звёзд способствуют нуклеосинтезу. Физика.

Трое учёных из Института астрофизики им. Макса Планка (Германия) и Брюссельского свободного университета (Бельгия) смоделировали объединения двойных нейтронных звёзд и выяснили, какую роль они играют в нуклеосинтезе — естественном образовании атомных ядер (нуклидов).

Стоит сразу напомнить, что элементы тяжелее железа, наблюдаемые в звёздах и Солнечной системе, рождаются в реакциях захвата нейтронов, причём специалисты традиционно выделяют быстрый (rapid, r) и медленный (slow, s) процессы захвата. В случае r-процесса, ответственного за образование примерно половины стабильных нуклидов с массовым числом А, превышающим 60, скорость захвата нейтронов должна превосходить скорость β-распада. Ядра, первоначально формирующиеся в r-процессе, сильно «перегружены» нейтронами, и в результате последовательных β–-распадов они начинают превращаться в ядра, имеющие бóльшую стабильность. Помещённое ниже видео даёт возможность проследить за этими изменениями: каждый акт β–-распада приближает ядро к соотношению числа нейтронов и протонов, характерному для ядра, стабильного по отношению к β-распаду, и при неизменном массовом числе даёт увеличение заряда Z на единицу.

Принято считать, что высокие концентрации нейтронов, необходимые для r-процесса, создаются при вспышках сверхновых. Последние плохо поддаются моделированию, и авторы решили рассмотреть более простой вариант — слияние двойных нейтронных звёзд, в ходе которого небольшая часть их вещества выбрасывается в пространство и может превращаться в очаг нуклеосинтеза.

Распределение вещества, выброшенного в симметричном (слева) и асимметричном случаях, по плотности. Плотность ρsubs/sub равна 2,6•10sup14/sup г/смsup3/sup. (Иллюстрация из Astrophysical Journal Letters.)Распределение вещества, выброшенного в симметричном (слева) и асимметричном случаях, по плотности. Плотность ρs равна 2,6•1014 г/см3. (Иллюстрация из Astrophysical Journal Letters.)

Для моделирования были выбраны симметричная (массы обоих компаньонов равны 1,35 солнечной) и асимметричная (1,2 + 1,5 солнечной массы) двойные системы. Как показали расчёты, в первом случае при объединении гравитационно не связанным становится вещество массой около 3•10–3 солнечной, а асимметричная система «выталкивает» в два раза бóльшую массу. Львиную долю выброса составляют частицы из глубоких слоёв нижней коры звёзд.

Полученное в модельном нуклеосинтезе распределение ядер повторяет график, построенный по результатам исследования Солнечной системы, в области A > 140. По мнению авторов, количество ядер с A < 140="" также="" может="" соответствовать="" наблюдаемому,="" но="" для="" этого="" пришлось="" бы="" увеличить="" долю="" частиц="" верхней="" коры="" звёзд="" в="" выбросе.="">

 Окончательные результаты нуклеосинтеза в симметричном (выделен красным) и асимметричном (обозначен синим) случаях. Чёрным показано характерное для Солнечной системы распределение ядер, синтезируемых в r-процессе. (Иллюстрация из Astrophysical Journal Letters.)

Интересно, что одно слияние давало ~(3–5)•10–5 солнечной массы 151,153Eu — элемента, в образовании которого r-процесс играет определяющую роль. При частоте объединений, равной ~(2–3)•10–5событий в год и хорошо согласующейся с последними оценками, слияния двойных нейтронных звёзд объясняли бы происхождение всего европия в Галактике. Следовательно, изученный астрофизиками механизм должен быть одним из основных поставщиков тяжёлых нуклидов с A > 140, рождающихся в r-процессе.

Изменение содержания элементов с разными зарядами ядра Z и числом нейтронов N в веществе, которое выбрасывают объединяющиеся нейтронные звёзды, при захвате нейтронов и последующих β-распадах. Синим показаны наиболее распространённые ядра, красным — наименее распространённые:

 

 

Источник

© WIKI.RU, 2008–2017 г. Все права защищены.